一文看懂 一台光刻機背後的美中激烈博弈
【大紀元2023年01月28日訊】（大紀元記者鄭孝祺綜合報導）美中芯片戰已經經歷一段時間，最近媒體聚焦的是用於製造半導體的複雜而昂貴的芯片製造工具，美國正在聯合日本和荷蘭，攜手阻止中共獲取這種珍貴設備，遏制中共利用高端芯片發展武器和監視工具。
全球科技行業一些非常重要的機器是在位於荷蘭玉米田旁的工廠裡生產的。美國政府正在聯合日本、荷蘭等盟友，努力確保這些機器不會落到中共手裡。
週五（1月27日），消息人士分別向彭博社和《金融時報》透露，美國、荷蘭和日本已經達成限制向中共出口芯片製造工具的協議，以阻止中共軍隊開發先進武器。
什麼是芯片製造工具？
一個芯片工廠可以包含1,000個或更多工具，每個工具都針對流程中的不同步驟進行調整。一個關鍵的芯片製造步驟稱為光刻，涉及到的工具可能有雙層巴士那麼大，重量超過200噸。它們產生聚焦光束，在計算機芯片上形成微觀電路，用於從手機和筆記本電腦到汽車和人工智能等各種日用和商用商品。
具體說，光刻技術是芯片製造商的核心所在，光刻相當於用光在硅晶圓上描摹網格狀的繪線，然後將這些線條蝕刻掉，就好比用刀子在木頭上雕刻一樣，只不過光刻使用的是化學品。刻蝕後留下的硅方塊成為晶體管。
一塊晶片上的晶體管數量越多，這塊晶片的功能就越強大。在晶片上刻蝕更多晶體管的最佳方法之一是將線刻得更細。這項技術正是荷蘭公司ASML（阿斯麥）的專長。ASML的光刻機能夠刻蝕出當今世界上最細的線條。
最大、最精密的光刻機需要三架波音747飛機分段運載，成本高達1.6億美元。
哪些公司製造光刻機？
對於光刻機而言，最核心的技術就是光源，光刻機按光源技術先進次序可分為紫外光（UV）、深紫外光（DUV）、極紫外光（EUV）三大類。
雖然應用材料公司（Applied Materials）、科磊公司（KLA）和泛林集團（LAM Research）等美國公司在芯片製造設備行業占據主導地位，但它們面臨著來自東京電子等日本競爭對手的競爭。該工藝的某些部分，例如光刻，由荷蘭公司ASML和日本的尼康和佳能主導，美國國內沒有具備實力的競爭對手。
自2000年以來，ASML迅速從日本競爭對手手中搶走了市場份額，當前全球能夠製造EUV光刻機的企業只有ASML一家企業，佳能、尼康僅能製造DUV光刻機。ASML控制著80%到90%以上的光刻機市場。因昂貴的開發成本，因此沒有競爭對手會嘗試構建最複雜的EUV系統。
佳能和尼康等競爭者只能生產老一代的芯片製造工具，尼康核心能力集中在最低端的UV（i－line）光刻機領域以及次高端的DUV領域。英特爾、三星電子和台積電認識到該技術在推動計算能力上的關鍵作用後，於2012年入股ASML。
ASML機器短缺是芯片製造商的瓶頸，芯片製造商計劃在未來幾年花費超過1000億美元擴建工廠以滿足市場對芯片的需求。
為什麼美國要限制中共獲取先進光刻機
美國官員曾表示，他們希望限制中共在製造先進半導體方面的進步，因為此類技術是中共發展軍事現代化的關鍵。而中共一直沒有放棄武統台灣的野心。
美國希望阻止中共對台灣發動襲擊，因為台灣在全球產業鏈中占據重要地位；台海開戰，對世界經濟來說是一場災難。
白宮官員們稱，這些限制行動是必要的，以防止中共發展軍隊，開發新的、最先進的武器裝備，並進一步加強其監控網絡。中共的監控網絡已經是世界上最複雜的網絡之一。
第一步：阻止中共獲取EUV
2018年以來，美國為阻止ASML對中共出口光刻機多次聯繫荷蘭。那年5月，中芯國際向ASML訂購了一台最新型的EUV光刻機。這台設備價值高達1.5億美元，預計於2019年初交付。
2019年6月，時任美國國務卿蓬佩奧訪問荷蘭。他在與荷蘭首相呂特會面中要求阻止對中國出口EUV光刻機的交易。呂特的回應是，雖然荷蘭想要與盟國保持政策一致，但「每個國家都必須做出自己的安全決定」。一個月之後，呂特訪問華盛頓。期間白宮官員向他展示了一份情報報告，內容是「中國（中共）獲得光刻機可能帶來的後果」。
6月30日，荷蘭政府向ASML頒發的出口許可證到期，而審批及續簽通常需要八週時間。呂特訪美後不久，荷蘭政府便決定不再續簽這份許可證。至此，中芯國際與ASML的EUV光刻機交易就被擱置，後續只有DUV光刻機可以完成採購流程。
因此在美國的施壓下，自2019年以來，ASML對華出口EUV未能獲得荷蘭當局的批准，這些限制將進一步收緊ASML對中國的銷售。
美國的遊說令中荷關係變得緊張。《華爾街日報》2021年7月19日報導，據知情人士稱，中共官員頻繁詢問荷蘭官員為何不發放許可證，導致ASML無法將EUV光刻機銷往中國。2020年，時任中共駐荷蘭大使曾對一家荷蘭報紙表示，如果不允許ASML向中國出口高端光刻機，兩國貿易關係料將受損。
什麼是《瓦森納協議》
歷史上（1996年），美國曾牽頭數十個西方國家簽署了對華禁運高精尖技術的《瓦森納協議》，荷蘭也是簽署國之一。
在《瓦森納協議》下的禁運清單包括：一份是軍民兩用商品和技術清單，涵蓋了先進材料、材料處理、電子器件、計算機、電信與信息安全、傳感與激光、導航與航空電子儀器、船舶與海事設備、推進系統等9大類；另一份是軍品清單，涵蓋了各類武器彈藥、設備及作戰平台等共22類。
《瓦森納協定》雖然允許成員國在自願的基礎上對各自的技術出口實施控制，但實際上成員國在重要的技術出口決策上受到美國的影響。
除中共治下的中國外、伊朗、利比亞等均在這個被限制的國家名單之中。《瓦森納協議》正是歐美共同戰略利益和政治理念的鮮明體現。
EUV光刻機的元器件基本都來自《瓦森納協定》的締約國境內，美國可以從任意一個環節插手來阻止交易完成，中共要想繞過所有締約國進口EUV光刻機困難重重。
美中在世貿交鋒
去年10月，美國宣布了全面單邊出口管制，旨在使中共難以獲取或開發用於超級計算機和其它軍事相關應用（如人工智能、核武器建模和高超音速武器）等的先進半導體技術。
美國商務部出口執法助理副部長西婭‧肯德勒（Thea Kendler）去年10月表示，針對中國半導體出口管制的ECCN技術參數將和《瓦森納協定》達成協同，根據《出口管理條例》（EAR）第746.8條，美國商務部產業與安全局（BIS）打算將相關條款寫進該協定中。肯德勒指出，這一管制規定對俄羅斯也同樣有效。
中共批評美國的做法是對自由貿易的攻擊，並為此向世貿組織提出申訴。去年12月12日，中共商務部在一份聲明中表示：「中方向世貿組織提起訴訟，是通過法律途徑解決中方關切，是維護自身合法權益的必要途徑。」
北京的聲明補充說，美國的限制「威脅到全球工業供應鏈的穩定」。中共駐華盛頓大使館說，美國破壞中美公司之間的正常商業活動。
作為回應，美國表示世貿組織「不是解決國家安全問題的合適論壇」。美國負責出口管理的助理副部長肯德勒在一份聲明中說，鑒於中共政府尋求消除軍用和民用部門之間的界限，「美國國家安全利益要求我們果斷採取行動，拒絕（中共）獲取先進技術」。
總部位於華盛頓的新美國安全中心技術和國家安全項目主任馬丁‧拉塞爾（Martijn Rasser）去年12月對美國之音表示，這場爭端「突顯出北京真正對抗美國行動的選擇是多麼少」。
「這主要是北京的一個象徵性舉動。我不認為中國（中共）領導人真的希望從中得到任何對他們有利的結果。但這是他們為數不多的行動方案之一，所以他們採取了它。」他說。
下一步是限制中共獲得DUV？
一系列措施如果有效，可能會迫使使用美國技術的美國和外國公司切斷對中共一些領先工廠和芯片設計師的支持。但要有效，美國需要荷蘭和日本加入類似的限制措施。
荷蘭是美國切斷對中共微芯片供應戰略的關鍵參與者，日本已經表達願意與美國合作，但荷蘭採取了更為謹慎的路線，據直接參與這些討論的三名美國官員稱，美國花了幾個月的時間向荷蘭尋求幫助，要求荷蘭有必要對中共採取強硬立場。
週五（1月27日），來自荷蘭和日本的官員在華盛頓DC舉行會談，會談由白宮國家安全顧問傑克‧沙利文（Jake Sullivan）主持，內容涉及廣泛問題。
彭博社和《金融時報》報導，據知情人士透露，在會談中，美國與荷蘭、日本達成協議，限制向中國出口一些先進的芯片製造機器。該協議將把美國去年10月祭出的芯片技術口管制措施擴大到荷蘭和日本的公司，包括ASML、尼康公司和東京電子有限公司。
「政客」（Politico）網站報導，正在考慮的出口限制將針對ASML的一些深紫外（DUV）光刻機。
ASML在一份聲明中表示，公司了解到「政府之間已採取措施達成協議，據我們了解，該協議將專注於先進的芯片製造技術，包括但不限於先進的光刻工具。在它生效之前，必須詳細說明並實施到立法中，這需要時間」。
在業界，個位數納米的芯片被認為比兩位數納米的芯片更先進。EUV機器最適合製造那些個位數納米的芯片，DUV設備比EUV落後了一代。使用DUV需要較多層的光罩，且在多重曝光後的影像效果較差、良率較低，單個芯片成本較高。但在某些情況下，DUV機器在與其它技術結合時可以「增強」，這提高了它們在芯片技術拔河中的戰略價值。
2020年，中國市場在ASML總銷售額中的占比為17%。不過，這些銷售僅限於老一代光刻機。分析師們稱，如果得不到ASML生產的最先進機器，中國國內芯片製造商就無法製造出先進製程芯片。
「中國（中共）不可能靠自己建立一個領先產業。沒有機會。」研究機構「伯恩斯坦」（Sanford C. Bernstein）分析師斯泰西‧拉斯貢（Stacy Rasgon）去年12月12日對彭博社說。
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